孫曉靜，李文靜，林真國，周士棋

燃?xì)忮仩t尾氣余熱回收應(yīng)用方案

孫曉靜1，李文靜1，林真國1，周士棋2

（1.重慶大學(xué)；2.新疆天格信息科技有限公司）

論文對余熱回收系統(tǒng)的設(shè)計做出了工程應(yīng)用方案。在對燃?xì)忮仩t余熱回收系統(tǒng)應(yīng)用討論中，分潛熱回收及非潛熱回收兩類，對余熱回收的最終用途及余熱回收器的選擇進(jìn)行了分析及建議。針對可利用余熱量呈動態(tài)變化的現(xiàn)象，為最大限度利用余熱，創(chuàng)新性地提出了動態(tài)余熱回收系統(tǒng)，有助于余熱回收系統(tǒng)達(dá)最佳余熱回收效果。

燃?xì)忮仩t；余熱回收；可利用余熱量；余熱回收系統(tǒng)

1 概述

能源是國民經(jīng)濟(jì)增長和社會發(fā)展必不可少的物質(zhì)基礎(chǔ)［1］。民用鍋爐的大量使用，產(chǎn)生了大量攜帶高溫的尾氣，從未導(dǎo)致大量的廢熱浪費。從節(jié)能減排的角度出發(fā)，對這部分廢熱加以回用［2］。余熱回收系統(tǒng)應(yīng)用的重點為余熱回收器形式的選擇與余熱回收的最終用途兩方面。實際設(shè)計中，由于余熱回收系統(tǒng)可利用余熱量的不同，其適宜的余熱最終用途及余熱回收器形式都有所不同，本文就這兩方面重點展開討論。

在鍋爐尾氣處理過程中，并不是所有的時刻都是額定功率下運行，尾氣的排放量和排放溫度都在動態(tài)變化，所以當(dāng)要對尾氣中的熱量進(jìn)行回收利用的時候，就要對燃?xì)忮仩t動尾氣進(jìn)行動態(tài)的監(jiān)控?；谶@樣的需求，本文創(chuàng)新性的提出動態(tài)余熱回收系統(tǒng)［3］，在原有回收方式基礎(chǔ)上，采用動態(tài)回收系統(tǒng)，既可保證鍋爐排煙系統(tǒng)的正常運行，又可以實現(xiàn)尾氣廢熱的最大化利用。

2 余熱回收應(yīng)用

余熱回收應(yīng)用即熱量回收的最終用途。選擇正確的余熱回收用途，就是選擇了合適的冷流體作為載熱工質(zhì)，其直接影響到余熱回收器形式選擇的正確性。余熱回收用途選擇的正確與否對于選擇合適余熱回收器的形式尤為重要，常規(guī)鍋爐尾氣余熱回收利用如表1所示。

表1 余熱回收系統(tǒng)應(yīng)用方案

表1可見，對于燃?xì)忮仩t，當(dāng)允許余熱回收溫度較高時，余熱量不多，可用于預(yù)熱空氣及補水加熱，則其余熱回收器則可以選擇傳統(tǒng)的管式余熱回收器、熱管空氣預(yù)熱器或板式換熱器。當(dāng)允許余熱回收溫度較低，余熱量較多，其余熱可用于加熱水，則建議選擇冷凝式余熱回收器或耐腐蝕的熱管換熱器。在鍋爐余熱回收中，使用的余熱回收器形式多樣，各有優(yōu)點，其適用的情況也各有不同，根據(jù)不同的需求采取不同的換熱器，更好的提高效率。

3 燃?xì)忮仩t動尾氣動態(tài)熱回收系統(tǒng)的調(diào)控

實際工程中由于鍋爐運行并不總在額定負(fù)荷下，因此鍋爐尾氣排放量和排放溫度都是變化的；在不影響鍋爐排煙系統(tǒng)正常運行前提下，鍋爐尾氣的可利用余熱量是變化的［4］。據(jù)此，本文提出了鍋爐尾氣動態(tài)余熱回收系統(tǒng)，能夠動態(tài)適應(yīng)尾氣排放參數(shù)。

對于燃?xì)忮仩t，在允許余熱回收溫度較高時，其余熱量不多，宜用于預(yù)熱空氣或補水加熱，余熱回收器可選擇熱管、傳統(tǒng)管式換熱器、板式換熱器［5］。

為適應(yīng)可利用余熱量的動態(tài)變化，并達(dá)到預(yù)熱量的最大利用，需設(shè)計一種可適應(yīng)可利用余熱量變化的余熱回收系統(tǒng)。本文提出使用兩次換熱的方案，具體余熱回收系統(tǒng)設(shè)計方案如圖2所示，其中一次側(cè)作為冷流體載體吸收煙氣熱量，而二次側(cè)作為使用末端的加熱側(cè)用于適應(yīng)可利用余熱量的變化從而改變二次側(cè)的用途。該系統(tǒng)中一次側(cè)中水泵為變頻水泵，通過水泵的變頻，改變冷流體工質(zhì)的流量，而達(dá)到余熱回收器換熱量的改變。

圖2 動態(tài)余熱回收系統(tǒng)設(shè)計

4 結(jié)論

本文結(jié)合可利用余熱量與允許余熱回收溫度，對余熱回收系統(tǒng)設(shè)計提出了建議。在傳統(tǒng)余熱回收系統(tǒng)設(shè)計方面，分允許余熱回收溫度高于煙氣露點溫度、低于煙氣露點溫度兩種情況分別對熱水鍋爐及蒸汽鍋爐余熱回收系統(tǒng)的余熱回收用途及余熱回收器的形式做出了建議。

基于鍋爐運行并不總在額定負(fù)荷下，在其情況下，鍋爐尾氣排放量和排放溫度都是變化的，本文提出的動態(tài)余熱回收系統(tǒng)，可以在不影響鍋爐排煙系統(tǒng)正常運行前提下，更好的提高尾氣余熱利用率。

［1］中華人民共和國國務(wù)院新聞辦公室.中國的能源狀況與政策EB/01. http：//www.gov.cn/zwgk/2007-12/26/content_844159.htm，2007-12-26.

［2］張德義.世界能源消費形勢芻議［J］.中外能源，2012，03：1～11.

［3］Mujeebu，M·Abdul.Developmentofenergyefficientporousmedium burners on surface and submerged combustion modes［J］.Energy，2011，36（8）：5132～5139.

［4］同濟(jì)大學(xué).燃?xì)馊紵c應(yīng)用：第四版［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011

［5］梁 融.高爐煤氣余熱鍋爐內(nèi)的傳熱計算及分析［D］.江蘇科技大學(xué)，2014.

［6］朱明善.工程熱力學(xué)：第二版［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2010.

［7］楊肖曦．工程燃燒原理［M］．北京：中國石油大學(xué)出版社，2008.

TK229.8

A

2095-2066（2016）29-0048-02

重慶市科委重點項目（cstc2014yykfB90004）；烏魯木齊市科學(xué)技術(shù)計劃項目（H141015001）。

2016-9-30